技术赋能自然资源调查监测信息统一管理

日前，由广西壮族自治区自然资源厅、广西自然资源调查监测院主导，南方数码参与编著的《自然资源调查监测体系数字化建设》一书正式出版发行，是国内首部自然资源调查监测体系数字化建设类科技专著。

《自然资源调查监测体系数字化建设》一书共12章。全面阐述了自然资源调查监测体系数字化建设与发展的新动态、新思考、新探索。南方数码参与编写第11章——自然资源调查监测体系数字化建设案例，详细介绍了自然资源调查平台的架构、功能、特点、先进性、成熟性及应用场景。

该书的出版不仅为自然资源调查监测相关管理人员、专业技术人员以及自然资源调查监测数字化建设相关企业提供参考借鉴，而且将带动我国自然资源系统和相关领域对这一问题的深入研究与创新实践。

自然资源调查监测平台是充分应用高分遥感、大数据、人工智能、无人机、实景三维、物联网、视频监控、5G、互联网+等技术手段，依托基础测绘成果和各类自然资源调查监测数据，建立自然资源三维时空数据库和管理系统，实现对各类自然资源调查监测信息的统一管理。

建设智能化监测分析系统，采用人工智能识别技术，通过机器深度学习训练各项业务识别模型算法，实现对遥感影像、无人机航拍影像的智能化识别提取，为调查监测平台提供分析处理服务。

围绕政务管理和社会公众的需求，基于自然资源调查监测基础数据，建设服务与应用系统，构建统计和分析评价指标，开展自然资源分析评价，为经济社会高质量发展和政府管理决策提供科学依据，为省、市级自然资源管理部门提供自然资源调查监测整体解决方案。

建设背景

自然资源调查评价监测作为自然资源管理的基础性工作，为全面掌握各类自然资源在范围、数量、质量等方面的现状、变化，掌握翔实的自然资源基础数据，有针对性地开展国土、地质、森林、草原、水、湿地、海洋等专项调查评价，保障全国性基础调查、专项调查、动态监测和分析评价等工作的组织范围。

通过构建自然资源调查监测业务体系框架，依据统一的自然资源分类标准和调查规范，体系化、工程化、常态化、有序化推进自然资源调查监测工作，已成为支撑自然资源综合管理、开发利用，实现自然资源整体保护、国土空间整体规划和生态环境综合治理的当务之急。

调查监测的工作任务

平台架构与各子系统功能

平台架构

平台可分为基础设施层、数据层、服务层和应用层。

基础设施层基于鲲鹏、昇腾芯片，打造云计算底座；

数据层利用地理空间大数据技术构建自然资源三维时空数据库；

服务层充分利用人工智能、分布式等技术打造技术中台；

应用层基于服务支撑快速构建业务应用，包括自然资源时空数据库管理子系统、智能化监测分析子系统、调查监测成果服务与应用子系统三个子系统。

平台架构

自然资源时空数据库管理子系统

该系统是面向众源、异构、动态性资源监测数据源的共建共享与集成应用，也是基于互联网和大数据存储等技术开发的数据管理中心，可实现自然资源监测数据源的分布式存储、一体化管理，对矢量数据、影像数据、智能感知数据、三维数据进行有效的管理和组织，为自然资源监测评价及服务应用提供稳定、灵活的大数据组织、管理支撑服务。

数据汇聚

收集整理基础数据、专项调查和动态监测的相关数据，包括现状调查数据、规划数据、管理数据、社会经济信息数据和有关专题数据，集中统一在关系型数据库中存储或管理，实现各种数据一体化无缝建库，构建完整的、空间连续的调查监测本地数据库。

数据融合

自然资源调查监测数据类型可分为空间数据和非空间数据，通过数据融合模块，实现对空间数据、非空间数据和大数据的清洗融合。

数据源统一管理

支持多种数据源连接，以及遥感影像、视频、探测器等动态获取数据源；可按照自然资源分类，构建数据资源目录；提供各类数据的在线直观展示，通过在电子地图底图上叠加相关自然资源数据，展示自然资源数据的分布情况；支持对监测数据进行格式转换和对坐标系进行管理，支持常用空间数据格式互相转换，支持创建任务及下载转换结果，支持新建、编辑、删除、下载等操作。

数据源统一管理

数据质检

对自然资源调查监测数据库管理系统统一存储、管理的所有的数据，在数据入库、更新和接入前进行质检，按照质检任务和流程，利用预设的质检规则和方案进行自动质检，形成质检结果。

数据质检

二三维一体化数据管理

支持海量二三维空间数据、影像数据、文本数据等多类型数据管理和浏览查看，能够进行空间数据的缩放、移动、卷帘、图层管理以及分屏查看等操作。

实现海量多元、多尺度、多时相数据的三维立体整合，实现了地理空间数据的三维真实表达、综合空间叠加和在线应用。

数据监控

统一管理所有监测接入设备，通过控制平台提供对监测设备的统一管理，支持名称检索，各项监测数据可用数值、图片、文字分别展示。同时可以在底图上直观查看每个监测点实时情况，模拟真实的设备位置分布。

智能化监测分析子系统

结合基础地理信息数据库，基于人工智能和机器学习技术，提供自然资源调查监测分析技术支撑，实现调查监测设备智能联动管理、监测数据自动处理、影像提取、空间分析、信息监测等功能，改变了以往的人工作业模式，达到提升效率、保证质量、智能化的效果。

监测应用数据包制作

提供影像缓存功能，用来对影像数据生成三维缓存文件，优化影像数据的显示和浏览效果；可通过GIS服务器构建WMS、WFS、WCS、WPS等OGC服务；制定常态化监测标准体系，实现自然资源要素变化监测和信息产品的规模化、自动化生产，以及监测底图数据增量式更新。

监测任务自动流转

提供自然资源调查监测任务规则引擎，针对数据量大、时效性高、应急性强等特点，实现灵活可控的调度机制。

首先进行场景定义，从监测模型倒推，梳理所需要采集的数据指标、频率、来源，然后把监测应用场景进行任务的组合编排，按照任务计划，自动开始工作，形成信息监测采集、信息提取、成果建库以及应用服务的自然资源调查监测任务的全链条生产线自动流转。

要素自动提取

基于多源多时相影像数据以及视频监控的数据，进行多尺度的自然资源要素监测。

首先平台获取影像数据以及其他数据，采用深度学习与影像多尺度分割等方法对数据进行初步的处理与提取，形成初步的成果。

之后平台采用机器学习技术对初步的成果进行去伪、矢量化等精处理，处理完成后即完成要素自动提取流程。

要素自动提取

三维空间分析

提供三维空间分析功能，实现自然资源调查监测信息的三维显示、浏览和空间分析。

信息监测

以现有自然资源数据为基础，结合多时相遥感影像实现自然资源动态变化的监控，及时了解自然资源变化情况。

支持输出所有监测结果，作为执法监察参考数据。

自然资源变化提取

重点区域变化监测

实现自然资源重点区域的提取，变化趋势的分析等。根据自然资源调查数据和多时相卫星遥感影像，实现重点区域的提取以及变化分析。

地表覆盖动态监测

调查监测成果服务与应用子系统

包括数据统计分析、专题图制作、报告生成、调查监测成果的面向具体工作的应用等功能。

可辅助判断形势，充分发挥调查监测成果对自然资源部门的管理决策和社会公众需求的支撑作用，创造更大的社会效益。

分析评价

支持基于统计结果，以区域或专题为目标，从数量、质量、结构、生态功能等角度，开展自然资源现状、开发利用程度及潜力分析，研判自然资源变化情况及发展趋势，综合分析自然资源、生态环境与区域高质量发展整体情况，评价自然资源要素之间、人类生存发展与自然资源之间、区域之间、经济社会与区域发展之间的协调关系。

专题图件

基于自然资源调查监测成果数据，遵循图件输出规定的图式图例，实现各类图件的输出。

可提供图集、图册、专题图、挂图、统计图等图件的自定义模板设计及图件成果自动输出。

监测报告

实现工作报告、统计报告、分析评价报告、专题报告、公报等各类报告的自动生成。

通过预定义的报告模板，可自动采集、编辑、加工、汇总、整理、存储、产生报告有效信息，并通过模板自动生成报告。实现报告制作的流程管理自动化、业务逻辑模块化。

报告输出

成果应用

提供调查监测成果应用模块，充分发挥调查监测成果对自然资源部门管理决策、社会公众需求的基础支撑作用，提升服务效能。

成果应用服务是面向具体的应用（如生态保护与修复、国土空间开发监测）按照一定的业务逻辑而提供的解决方案级服务。

下一期，我们将继续为大家介绍自然资源调查监测平台的特点、先进性与成熟性、推广范围和应用效果，敬请关注南方数码后续推送。

* 本文节选自《自然资源调查监测体系数字化建设》

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